Efectos nocivos del herbicida glifosato

Las plantas necesitan defenderse continuamente del ataque de agentes biológicos y del estrés producido por las tensiones del ambiente. La inmovilidad y la falta de sistema inmunológico, como ocurre en animales, hicieron que las plantas desarrollas mecanismos de defensa, en que cada célula posee tanto capacidad de defensa inducida y preformada. Sin embargo, estos mecanismos pueden ser influenciados por el uso de herbicidas. La presente revisión objetivó presentar los efectos de herbicidas en mecanismos de defensa de las plantas contra patógenos, así como analizar las posibles consecuencias de ese conocimiento en el manejo de malezas y del cultivo. Algunos herbicidas influencian la severidad de enfermedades, induciendo o inhibiendo la síntesis de fitoexinas. Los herbicidas del grupo químico difeniléteres generan especies reactivas de oxígeno, las cuales medían la activación de genes de defensa responsables de la síntesis de fitoalexinas y también por reacción de hipersensibilidad. El uso de subdosis de glifosato ocasiona el efecto contrario, disminuyendo la producción de fitohexinas y aumentando la severidad de enfermedades. La constatación de estos efectos requiere la adopción de estrategias de manejo que minimicen sus impactos negativos o que se beneficien de esos efectos, como puede ocurrir cuando se hace uso de las bioherbicidas.

Plants are required to defend themselves continually against attack by biological agents and also from environmental stresses. Plant immobility and lack of an immunological system like occurs in animals, forced them to develop defence mechanisms, where each cell holds induced defence capacity as well as a pre-formed defence. Such mechanisms can be influenced by herbicide use. The present literature review aims to present the effects of herbicides in plant defence mechanisms to pathogens, as well as to analyse possible consequences of this knowledge on weed and crop management. Some herbicides influence disease severity, inducing or inhibiting phytoalexins synthesis. Herbicides belonging to the diphenylethers chemical group generates of reactive species of oxygen, which intervene in activation of defence genes responsible by the synthesis of phytoalexins and also in hypersensitive response. The use of sublethal glyphosate rates cause opposite effects, decreasing production of phytoalexins and increasing disease severity. Evidence of such effects requires adoption of management strategies in order to reduce their negative impacts or which may benefit from those effects, as can be the case with the use of mycoherbicides.

El objetivo de este estudio fue evaluar la teratogenicidad del herbicida glifosato Roundup (como se comercializa en Brasil) en ratas Wistar. Las presas se trataron por vía oral con agua con 500, 750 o 1000 mg/kg de glifosato desde el día 6 al 15 de embarazo. Las cesáreas se realizaron el día 21 del embarazo y se registraron el número de cuerpos lúteos, sitios de implantación, fetos vivos y muertos y reabsorciones. Se determinó el peso y el sexo de los fetos, y se examinaron los fetos para detectar malformaciones externas y alteraciones esqueléticas. Los órganos de las presas fueron retirados y pesados. Los resultados mostraron una tasa de mortalidad del 50% para las presas tratadas con 1000 mg/kg de glifosato. Se observaron alteraciones esqueléticas en 15.4, 33.1, 42.0 y 57.3% de los fetos de los grupos control, 500, 750 y 1000 mg/kg de glifosato, respectivamente. Concluimos que el glifosato Roundup es tóxico para las madres e induce un retraso en el desarrollo del esqueleto fetal.

The aim of this study was to assess the teratogenicity of the herbicide glyphosate-Roundup (as commercialized in Brazil) to Wistar rats. Dams were treated orally with water or 500, 750 or 1000 mg/kg glyphosate from day 6 to 15 of pregnancy. Cesarean sections were performed on day 21 of pregnancy, and number of corpora lutea, implantation sites, living and dead fetuses, and resorptions were recorded. Weight and gender of the fetuses were determined, and fetuses were examined for external malformations and skeletal alterations. The organs of the dams were removed and weighed. Results showed a 50%, mortality rate for dams treated with 1000 mg/kg glyphosate. Skeletal alterations were observed in 15.4, 33.1, 42.0 and 57.3% of fetuses from the control, 500, 750 and 1000 mg/kg glyphosate groups, respectively. We may conclude that glyphosate-Roundup is toxic to the dams and induces developmental retardation of the fetal skeleton.

Se ha observado repetidamente una mayor tasa de linfoma no Hodgkin (LNH) entre los agricultores, pero ha resultado difícil identificar exposiciones específicas que expliquen esta observación. Durante la década de 1980, el Instituto Nacional del Cáncer realizó tres estudios de casos y controles de NHL en el medio oeste de los Estados Unidos. Estos datos agrupados se usaron para examinar la exposición a pesticidas en la agricultura como factores de riesgo para el LNH en los hombres. El gran tamaño de la muestra (n = 3417) permitió el análisis de 47 pesticidas simultáneamente, controlando la posible confusión de otros pesticidas en el modelo y ajustando las estimaciones en función de una varianza preespecificada para hacerlas más estables. El uso informado de varios pesticidas individuales se asoció con una mayor incidencia de LNH, incluidos los insecticidas organofosforados cumafós, diazinón y fonofos, los insecticidas clordano, dieldrín y acetoarsenito de cobre, y los herbicidas atrazina, glifosato y clorato de sodio. Un subanálisis de estos pesticidas "potencialmente cancerígenos" sugirió una tendencia positiva de riesgo con la exposición a cantidades crecientes. La consideración de exposiciones múltiples es importante para estimar con precisión efectos específicos y evaluar escenarios de exposición realistas.

An increased rate of non-Hodgkin’s lymphoma (NHL) has been repeatedly observed among farmers, but identification of specific exposures that explain this observation has proven difficult. During the 1980s, the National Cancer Institute conducted three case-control studies of NHL in the midwestern United States. These pooled data were used to examine pesticide exposures in farming as risk factors for NHL in men. The large sample size (n = 3417) allowed analysis of 47 pesticides simultaneously, controlling for potential confounding by other pesticides in the model, and adjusting the estimates based on a prespecified variance to make them more stable. Reported use of several individual pesticides was associated with increased NHL incidence, including organophosphate insecticides coumaphos, diazinon, and fonofos, insecticides chlordane, dieldrin, and copper acetoarsenite, and herbicides atrazine, glyphosate, and sodium chlorate. A subanalysis of these “potentially carcinogenic” pesticides suggested a positive trend of risk with exposure to increasing numbers. Consideration of multiple exposures is important in accurately estimating specific effects and in evaluating realistic exposure scenarios.

El objetivo de este estudio fue evaluar la teratogenicidad del herbicida glifosato-Roundup (comercializado en Brasil) en ratas Wistar. Las madres fueron tratadas por vía oral con agua o 500, 750 o 1000 mg/kg de glifosato desde el día 6 al 15 de gestación. Las cesáreas se realizaron el día 21 de embarazo y se registró el número de cuerpos lúteos, sitios de implantación, fetos vivos y muertos y reabsorciones. Se determinaron el peso y el sexo de los fetos y se examinaron los fetos en busca de malformaciones externas y alteraciones esqueléticas. Los órganos de las madres fueron extraídos y pesados. Los resultados mostraron una tasa de mortalidad del 50 % para las madres tratadas con 1000 mg/kg de glifosato. Se observaron alteraciones esqueléticas en el 15,4, 33,1, 42,0 y 57,3% de los fetos de los grupos control, 500, 750 y 1000 mg/kg de glifosato, respectivamente. Podemos concluir que el glifosato-Roundup es tóxico para las madres e induce un retraso en el desarrollo del esqueleto fetal.

The aim of this study was to assess the teratogenicity of the herbicide glyphosate-Roundup (as commercialized in Brazil) to Wistar rats. Dams were treated orally with water or 500, 750 or 1000 mg/kg glyphosate from day 6 to 15 of pregnancy. Cesarean sections were performed on day 21 of pregnancy, and number of corpora lutea, implantation sites, living and dead fetuses, and resorptions were recorded. Weight and gender of the fetuses were determined, and fetuses were examined for external malformations and skeletal alterations. The organs of the dams were removed and weighed. Results showed a 50%, mortality rate for dams treated with 1000 mg/kg glyphosate. Skeletal alterations were observed in 15.4, 33.1, 42.0 and 57.3% of fetuses from the control, 500, 750 and 1000 mg/kg glyphosate groups, respectively. We may conclude that glyphosate-Roundup is toxic to the dams and induces developmental retardation of the fetal skeleton.

En un estudio de campo, se examinaron los efectos de los tratamientos de herbicidas a base de glifosato (GBH) en el suelo, solos y en combinación con fertilizantes fosfatados, sobre el rendimiento y la microbiota endofítica de la fresa de jardín. Se analizó la microbiota endófita de raíces y hojas de fresas cultivadas en suelo tratado y no tratado con GBH, con y sin fertilizante fosfatado. A continuación, se realizó un análisis bioinformático del tipo de enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa para evaluar la sensibilidad potencial de las bacterias y hongos asociados a la fresa al glifosato y comparar los resultados con las observaciones de campo. Los tratamientos con GBH alteraron la abundancia y/o frecuencia de varias unidades taxonómicas operativas (OTU), especialmente las de hongos y bacterias asociados a las raíces. Estos cambios se relacionaron en parte con su sensibilidad al glifosato. Aún así, los tratamientos con GBH no dieron forma a la estructura de la comunidad general de la microbiota de la fresa ni afectaron el rendimiento de la planta. Estos hallazgos demuestran que, aunque la estructura de la comunidad general de los microbios endófitos de la fresa no se ve afectada por el uso de GBH, algunos taxones individuales sí lo están.

In a field study, the effects of treatments of glyphosate-based herbicides (GBHs) in soil, alone and in combination with phosphate fertilizer, were examined on the performance and endophytic microbiota of garden strawberry. The root and leaf endophytic microbiota of garden strawberries grown in GBH-treated and untreated soil, with and without phosphate fertilizer, were analyzed. Next, bioinformatics analysis on the type of 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase enzyme was conducted to assess the potential sensitivity of strawberry-associated bacteria and fungi to glyphosate, and to compare the results with field observations. GBH treatments altered the abundance and/or frequency of several operational taxonomic units (OTUs), especially those of root-associated fungi and bacteria. These changes were partly related to their sensitivity to glyphosate. Still, GBH treatments did not shape the overall community structure of strawberry microbiota or affect plant performance. Phosphate fertilizer increased the abundance of both glyphosate-resistant and glyphosate-sensitive bacterial OTUs, regardless of the GBH treatments. These findings demonstrate that although the overall community structure of strawberry endophytic microbes is not affected by GBH use, some individual taxa are.

La asociación entre la exposición a pesticidas y el linfoma no Hodgkin (NHL), incluida la leucemia de células peludas (HCL), se analizó en un estudio conjunto de tres estudios de casos y controles. Los resultados sobre la exposición a pesticidas se basaron en 1.425 casos y 2.157 controles que participaron en los estudios. Las exposiciones se evaluaron mediante cuestionarios autoadministrados que se completaron según fue necesario por teléfono. En los análisis univariados agrupados ajustados por edad, sexo y año de diagnóstico, la exposición a herbicidas del tipo ácido fenoxiacético produjo un mayor riesgo estadísticamente significativo con odds ratio (OR) = 1,9, intervalo de confianza del 95 % (IC) = 1,4–2,5. El herbicida glifosato dio OR = 2,2, IC 95 % = 1,3–3,8. Los agentes de impregnación aumentaron el riesgo. No se observó un efecto dosis-respuesta claro. El OR fue más alto en el grupo de latencia >10 a 20 años para herbicidas y agentes impregnantes. En el análisis multivariado que incluyó los principales grupos de pesticidas, se encontró un mayor riesgo estadísticamente significativo para los herbicidas, OR = 1,6, IC del 95 % = 1,2–2,1 y agentes de impregnación con OR = 1,4, IC del 95 % = 1,1–1,8. Este análisis confirmó una asociación entre el LNH, incluido el HCL, y la exposición a ciertos herbicidas.

The association between pesticide exposure and non-Hodgkin lymphoma (NHL) including hairy cell leukemia (HCL) was analyzed in a pooled study of three case-control studies. Results on exposure to pesticides were based on 1,425 cases and 2,157 controls participating in the studies. Exposures were assessed by self-administered questionnaires completed as needed by phone. In the pooled univariate analyses adjusted by age, gender and year of diagnosis, exposure to herbicides of the phenoxyacetic acid type yielded statistically significant increased risk with odds ratio (OR) = 1.9, 95% confidence interval CI) = 1.4–2.5. The herbicide glyphosate gave OR = 2.2, 95% CI = 1.3–3.8. Impregnating agents increased the risk. No clear dose-response effect was seen. OR was highest in the >10–20 years latency group for herbicides and impregnating agents. In the multivariate analysis including main pesticide groups, statistically significant increased risk was found for herbicides, OR = 1.6, 95% CI = 1.2–2.1 and impregnating agents with OR = 1.4, 95% CI = 1.1–1.8. This analysis confirmed an association between NHL including HCL and exposure to certain herbicides.

(MN) utilizando ciclofosfamida, mitomicina C y varios pesticidas como aliete, brestanida, decis 25 CE (deltamethrin), kelthane 480 CE (dicofol), Roundup (glifosato), imazapyr y thiram. El objetivo de este estudio fue evaluar la especie de pez Tilapia rendalli como un organismo adecuado para la detección de genotoxicantes en el agua. Los clastógenos ciclofosfamida y mitomicina C indujeron MN en ambos sistemas de prueba. Insecticidas: decis. 25 CE aumentó las frecuencias de T. rendalli MN en dosis de 1.0 y 5.0 mg / kg, pero no en la dosis más alta, y en ratones no hubo inducción de MN. Kelthane 480 CE también indujo una frecuencia de MN significativa en T. rendalli, pero no en ratones. Fungicidas: alliete y brestanid indujeron MN solo en T. rendalli, mientras que thiram fue negativo en ambos ensayos. Herbicidas: el imazapyr indujo MN en T. rendalli solo a la dosis máxima tolerada, mientras que Roundup indujo MN a tres niveles de dosis. En ratones ambos herbicidas presentaron resultados negativos. Este estudio reveló que el ensayo de MN de peces puede usarse como un sistema de prueba genotoxicológico ya que se observaron algunas particularidades metodológicas.

A comparative analysis between mouse and fish erythrocyte micronuclei (MN) assays was carried out using cyclophosphamide, mitomycin C and various pesticides such as alliete, brestanid, decis 25 CE (deltamethrin), kelthane 480 CE (dicofol), roundup (glyphosate), imazapyr and thiram. The aim of this study was to evaluate the fish species Tilapia rendalli as a suitable organism for the detection of genotoxicants in water. The clastogens cyclophosphamide and mitomycin C induced MN in both test-systems. Insecticides: decis 25 CE increased T. rendalli MN frequencies at doses of 1.0 and 5.0mg/kg, but not at the highest dose, and in mice there was no MN induction. Kelthane 480 CE also induced a significant MN frequency in T. rendalli, but not in mice. Fungicides: alliete and brestanid induced MN only in T. rendalli, while thiram was negative in both assays. Herbicides: imazapyr induced MN in T. rendalli at the maximum tolerated dose only, while roundup induced MN at three dosed levels. In mice both herbicides presented negative results. This study revealed that fish MN assay can be used as a genotoxicological test-system since some methodological particularities were observed.

Hasta el momento no se han reportado evidencias directas de que los alimentos genéticamente modificados (GM) puedan representar un posible peligro para la salud; sin embargo, la literatura científica en este campo es bastante pobre. Por lo tanto, investigamos los posibles efectos de una dieta que contenía soja transgénica en el páncreas exocrino de ratón mediante análisis ultraestructurales, morfométricos e inmunocitoquímicos. Nuestras observaciones demuestran que, aunque no se produce ninguna modificación estructural en las células acinares pancreáticas de ratones alimentados con soja transgénica, se producen cambios cuantitativos de algunos constituyentes celulares en comparación con los animales de control. En particular, una dieta que contiene una cantidad significativa de alimentos GM parece influir en la síntesis y el procesamiento de zimógenos

No direct evidence that genetically modified (GM) food may represent a possible danger for health has been reported so far; however, the scientific literature in this field is quite poor. Therefore, we investigated the possible effects of a diet containing GM soybean on mouse exocrine pancreas by means of ultrastructural, morphometrical and immunocytochemical analyses. Our observations demonstrate that, although no structural modification occurs in pancreatic acinar cells of mice fed on GM soybean, quantitative changes of some cellular constituents take place in comparison to control animals. In particular, a diet containing significant amount of GM food seems to influence the zymogen synthesis and processing.

Hasta el momento no se han reportado evidencias directas de que los alimentos genéticamente modificados (GM) puedan representar un posible peligro para la salud; sin embargo, la literatura científica en este campo es aún bastante pobre. Por ello, llevamos a cabo un estudio morfométrico e inmunocitoquímico ultraestructural en hepatocitos de ratones alimentados con soja transgénica, con el fin de investigar eventuales modificaciones de los componentes nucleares de estas células involucradas en múltiples vías metabólicas relacionadas con el procesamiento de alimentos. Nuestras observaciones demuestran modificaciones significativas de algunas características nucleares en ratones alimentados con transgénicos. En particular, los ratones alimentados con GM muestran núcleos de forma irregular, lo que generalmente representa un índice de alta tasa metabólica y un mayor número de poros nucleares, lo que sugiere un tráfico molecular intenso. Es más, los nucléolos redondeados de los animales de control se transforman en nucléolos más irregulares con numerosos centros fibrilares pequeños y abundante componente fibrilar denso en ratones alimentados con transgénicos, modificaciones típicas del aumento de la tasa metabólica. En consecuencia, los factores de empalme nucleoplásmico (snRNP y SC-35) y nucleolar (fibrilarina) son más abundantes en los núcleos de hepatocitos de los ratones alimentados con transgénicos que en los ratones de control. En conclusión, nuestros datos sugieren que la ingesta de soja transgénica puede influir en las características nucleares de los hepatocitos en ratones jóvenes y adultos; sin embargo, los mecanismos responsables de tales alteraciones siguen siendo desconocidos. Los factores de empalme nucleoplásmico (snRNP y SC-35) y nucleolar (fibrilarina) son más abundantes en los núcleos de hepatocitos de los ratones alimentados con transgénicos que en los de control. En conclusión, nuestros datos sugieren que la ingesta de soja transgénica puede influir en las características nucleares de los hepatocitos en ratones jóvenes y adultos; sin embargo, los mecanismos responsables de tales alteraciones siguen siendo desconocidos. Los factores de empalme nucleoplásmico (snRNP y SC-35) y nucleolar (fibrilarina) son más abundantes en los núcleos de hepatocitos de los ratones alimentados con transgénicos que en los de control. En conclusión, nuestros datos sugieren que la ingesta de soja transgénica puede influir en las características nucleares de los hepatocitos en ratones jóvenes y adultos; sin embargo, los mecanismos responsables de tales alteraciones siguen siendo desconocidos.

No direct evidence that genetically modified (GM) food may represent a possible danger for health has been reported so far; however, the scientific literature in this field is still quite poor. Therefore, we carried out an ultrastructural morphometrical and immunocytochemical study on hepatocytes from mice fed on GM soybean, in order to investigate eventual modifications of nuclear components of these cells involved in multiple metabolic pathways related to food processing. Our observations demonstrate significant modifications of some nuclear features in GM-fed mice. In particular, GM fed-mice show irregularly shaped nuclei, which generally represents an index of high metabolic rate, and a higher number of nuclear pores, suggestive of intense molecular trafficking. Moreover, the roundish nucleoli of control animals change in more irregular nucleoli with numerous small fibrillar centres and abundant dense fibrillar component in GM-fed mice, modifications typical of increased metabolic rate. Accordingly, nucleoplasmic (snRNPs and SC-35) and nucleolar (fibrillarin) splicing factors are more abundant in hepatocyte nuclei of GM-fed than in control mice. In conclusion, our data suggest that GM soybean intake can influence hepatocyte nuclear features in young and adult mice; however, the mechanisms responsible for such alterations remain unknown.

Los GBH son los herbicidas más utilizados para el control de malezas en todo el mundo que pueden afectar a los microorganismos, pero el papel de su exposición subletal en el desarrollo de la resistencia a los antibióticos de Pseudomonas aeruginosa aún no se ha investigado por completo. Aquí, los efectos del ácido de glifosato (GLY), cinco herbicidas a base de glifosato (GBH) y POE(15), un coformulante utilizado anteriormente, sobre la susceptibilidad al imipenem, un potente antibiótico de tipo carbapenem, en un ensayo clínico y cuatro Se estudiaron aislamientos ambientales no clínicos de P. aeruginosa . Tanto la preexposición en caldo de cultivo como la coexposición en medios sólidos de la P. aeruginosa examinadalas cepas con 0,5 % de GBH dieron como resultado una menor susceptibilidad al imipenem, mientras que otros carbapenems (doripenem y meropenem) mantuvieron su eficacia. Además, se utilizó el método de tablero de ajedrez de microdilución para examinar los efectos aditivos/antagonistas/sinérgicos entre GLY/POE(15)/GBH e imipenem mediante la determinación de los índices de concentración inhibidora fraccional (FIC). Con base en los valores del índice FIC, el ácido de glifosato y Total demostraron un potente efecto antagonista en todos los P. aeruginosapresiones. Dominator Extra 608 SL y Fozat 480 redujeron la actividad de imipenem en solo una cepa (ATCC10145), mientras que POE(15) y otros tres GBH no tuvieron ningún efecto sobre la susceptibilidad a imipenem. Teniendo en cuenta la presencia simultánea de GBH e imipenem en varios nichos ambientales, las interacciones detectadas entre estos productos químicos pueden afectar a las comunidades microbianas. Los mecanismos de la resistencia al imipenem inducida por glifosato y GBH en P. aeruginosa aún no se han investigado.

GBHs are the most widely used herbicides for weed control worldwide that potentially affect microorganisms, but the role of their sublethal exposure in the development of antibiotic resistance of Pseudomonas aeruginosa is still not fully investigated. Here, the effects of glyphosate acid (GLY), five glyphosate-based herbicides (GBHs), and POE(15), a formerly used co-formulant, on susceptibility to imipenem, a potent carbapenem-type antibiotic, in one clinical and four non-clinical environmental P. aeruginosa isolates were studied. Both pre-exposure in broth culture and co-exposure in solid media of the examined P. aeruginosa strains with 0.5% GBHs resulted in a decreased susceptibility to imipenem, while other carbapenems (doripenem and meropenem) retained their effectiveness. Additionally, the microdilution chequerboard method was used to examine additive/antagonistic/synergistic effects between GLY/POE(15)/GBHs and imipenem by determining the fractional inhibitory concentration (FIC) indexes. Based on the FIC index values, glyphosate acid and Total demonstrated a potent antagonistic effect in all P. aeruginosa strains. Dominator Extra 608 SL and Fozat 480 reduced the activity of imipenem in only one strain (ATCC10145), while POE(15) and three other GBHs did not have any effect on susceptibility to imipenem. Considering the simultaneous presence of GBHs and imipenem in various environmental niches, the detected interactions between these chemicals may affect microbial communities. The mechanisms of the glyphosate and GBH-induced imipenem resistance in P. aeruginosa are yet to be investigated.